11.1概述

11.1.1軸的分類

軸的承載情況不同分為轉(zhuǎn)軸，心軸和傳動軸。

轉(zhuǎn)軸：傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩；

傳動軸：傳遞轉(zhuǎn)矩不承受彎矩，或者承受彎矩很小；

心軸：承受彎矩不傳遞轉(zhuǎn)矩；

11.1.2軸的設(shè)計要求及步驟

軸設(shè)計的要求：

合理的結(jié)構(gòu)和足夠的強(qiáng)度。

軸的設(shè)計步驟：

1、按工作要求選擇軸的材料。

2、估計軸的基本直徑

3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

4、軸的強(qiáng)度校核計算

5、必要時做剛度或振動穩(wěn)定性等校核計算

11.1.3軸的材料

1、碳素鋼 2、合金鋼 3、球墨鑄鐵：

11.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

★   三個問題：

1、滿足使用要求

 2、良好的結(jié)構(gòu)工藝性  

3、提高軸的疲勞強(qiáng)度

11.2.1滿足使用要求

（1）周向定位      （2）軸向定位

11.2.2良好的結(jié)構(gòu)工藝性

（1）加工工藝性  （2）裝配工藝性

11.2.3提高軸的疲勞強(qiáng)度

（1）改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形狀

（2）改善軸的表面狀態(tài)

11.3軸的計算

11.3.1軸的強(qiáng)度計算

（1）許用切應(yīng)力計算

     實(shí)心圓軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為

（2）按彎矩合成強(qiáng)度條件計算

     ①畫出軸的空間受力簡圖

     ②計算軸承在水平面和垂直面內(nèi)的支反力

     ③作水平面受力圖及彎矩MH圖

     ④作垂直面受力圖及彎矩MV圖

     ⑤作合成彎矩圖

     ⑥作轉(zhuǎn)矩T圖

     ⑦作當(dāng)量彎矩圖

     求危險截面的當(dāng)量彎矩

      ⑧強(qiáng)度計算

          ⒈確定危險截面

          ⒉強(qiáng)度校核

軸的剛度計算和軸的穩(wěn)定性在書P225

11.4軸轂鏈接

11.4.1鍵連接

（1）鍵連接：  

 1.平鍵鏈接 2.半圓鍵鏈接  3.楔鍵鏈接

 4.平鍵鏈接的尺寸選擇和強(qiáng)度校核

  擠壓強(qiáng)度校核公式

11.4.2花鍵連接

通過周和轂孔沿周向分布的多個鍵齒的互相嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，可用于靜連接或動連接。

11.4.3銷鏈接

可用于固定零件之間的互相位置、傳遞較小的轉(zhuǎn)矩，也可作為加工裝配時的輔助零件或安全裝置。

11.4.4成型鏈接

利用非圓截面與相應(yīng)的轂孔構(gòu)成的連接。

12.1滾動軸承的構(gòu)造、類型和代號

12.1.1滾動軸承的結(jié)構(gòu)及材料

滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等四部分組成的，其中滾動體是滾動軸承中不可缺少的重要元件。

12.1.2滾動軸承的類型

按照滾動體的形狀：

滾動軸承可分為球軸承和滾子軸承。滾子軸承又分為圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針等。

按照工作時能否調(diào)心：

可分為剛性軸承和調(diào)心軸承

書 P232  表12.1了解內(nèi)容

12.1.3滾動軸承的類型選擇

           主要因素：

   1.軸承的載荷          2.軸承的轉(zhuǎn)速

   3.軸承的調(diào)心性能   4.軸承的經(jīng)濟(jì)性

12.1.4滾動軸承的代號

書 P235-236 詳細(xì)

（難點(diǎn)寬度系列為0時可省略，故當(dāng)看到基本代號只有4位數(shù)時，一定是寬度系列為0）

12.2滾動軸承的時效形式

及其選擇計算

12.2.1滾動軸承的受力

滾動軸承工作時，可以是外圈固定，內(nèi)圈轉(zhuǎn)動；也可以是內(nèi)圈固定、外圈轉(zhuǎn)動。

12.2.2滾動軸承的失效形式及計算準(zhǔn)則

1.疲勞破壞（多在變載荷運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)）

2.永久變形（主要形式為塑性變形）

3.早期磨損   4.膠合   5.內(nèi)外圈破裂

12.2.3軸承壽命的計算

1.滾動軸承的基本額定壽命：

前提：一個滾動軸承在工作中發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)稱為軸承的疲勞壽命

基本額定壽命定義：一組相同的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90%的軸承不發(fā)生生點(diǎn)蝕破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)（以10^6r為單位）或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)作為軸承的疲勞壽命，并把這個疲勞壽命收做基本額定壽命，以L10(或L10h)表示

2.滾動軸承的基本額定動載荷

基本額定動載荷：就是使軸承的基本額定壽命恰好為10^6r時，軸承所能承受的最大載荷值，用字母C代表。

3.滾動軸承的壽命的計算公式：

相關(guān)系數(shù)在P239壽命指數(shù)、表12.6溫度系數(shù)

4.滾動軸承的當(dāng)量動載荷：

系數(shù)在書P240表12.7 表12.8

5.角接觸軸承的軸向載荷計算

（重點(diǎn)：正反裝相同規(guī)律：

放松端：軸向載荷=內(nèi)部軸向力

壓緊端：軸向載荷=外部軸向力）

12.2.4滾動軸承的靜強(qiáng)度計算

So一般在0.8-1.2之間

12.3滾動軸承部件的組合設(shè)計

12.3.1滾動軸承部件的支撐方式

1.雙支點(diǎn)單側(cè)固定（兩端固定式）

2.單支點(diǎn)雙側(cè)固定，另一支點(diǎn)游動（一端固定，一端游動式）

3.雙支點(diǎn)游動（兩端游動式）

12.3.2滾動軸承的配合

滾動軸承在機(jī)器中要靠配合來保證其相對位置和旋轉(zhuǎn)精度，配合的松緊講直接影響其工作狀態(tài)。

12.3.3滾動軸承的預(yù)緊

作用：提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛度，減小機(jī)器工作時軸的振動。

12.3.5滾動軸承的密封

軸承的密封是為了防止外部塵埃，水分及其他雜物進(jìn)入軸承，并防止軸承內(nèi)潤滑劑流失

1.接觸式密封：   

①氈圈密封    ②橡膠密封

2非接觸式密封：

①油溝密封 ②迷宮式密封

3.組合式密封

12.3.6軸承的潤滑

意義：降低摩擦阻力、散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動和防止銹蝕等作用。

13.1  摩擦、磨損及潤滑基本知識

在正壓力作用下相互接觸的兩個物體受切向外力的影響而發(fā)生相對滑動，或有相對滑動的趨勢時，在表面上就會產(chǎn)生抵抗滑動的阻力，這一自然現(xiàn)象稱做摩擦，這時產(chǎn)生的阻力叫做摩擦力

13.1.1  摩擦

      摩擦可分兩大類：內(nèi)摩擦和外摩擦

      1.干摩擦  

      2.邊界摩擦（邊界潤滑） 

      3.流體摩擦（流體潤滑） 

      4.混合摩擦（混合潤滑）

13.1.2  磨損

  磨損本質(zhì)是由運(yùn)動副之間的摩擦導(dǎo)

  致機(jī)體表面材料的逐漸喪失或轉(zhuǎn)移

    影響機(jī)器的效率；

    降低工作的可靠性；

    促使機(jī)器提前報廢。

      1.粘著磨損  2.磨料磨損  

      3.疲勞磨損  4.腐蝕磨損

13.1.3  潤滑劑

 降低摩擦，減少磨損，提高效率，

 延長機(jī)件的壽命，還有冷卻、 傳力、

 絕緣、防腐、密封和排污等作用

1、潤滑油有三類：有機(jī)油、

          礦物油、化學(xué)合成油。

①粘度（主要因素：溫度和壓力）

表示潤滑油粘性的指標(biāo)，即流體抵抗變形的能力，它表征油層間內(nèi)摩擦阻力的大小。

②油性

指潤滑油在金屬表面上的吸附能力

③極壓性能

潤滑油中的活性分子與摩擦表面形成抗摩擦和耐高壓的化學(xué)反應(yīng)膜稱為極壓性能。

2.潤滑脂（潤滑油與稠化劑的混合物）

    ①鈣基潤滑脂  ②鈉基潤滑脂

    ③鋰基潤滑脂  ④鋁基潤滑劑

主要性能指標(biāo)：①錐入度  ②滴點(diǎn)

                         ③氧化安全性

3.固體潤滑劑：

              無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、

              金屬 和 金屬化合物。

4.氣體潤滑劑：空氣、氫氣、氬氣

13.1.4潤滑方式及潤滑裝置

1.油潤滑

方法：間歇供油潤滑

（低速不重要軸承或間歇軸承）

            連續(xù)供油潤滑

（對于重要軸承，必須連續(xù)）

    ①油杯滴油潤滑   ②浸油潤滑

    ③飛濺潤滑   ④油環(huán)潤滑  

    ⑤壓力循環(huán)潤滑

2.脂潤滑（只能間歇供給）

13.2  滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式

按所受載荷的方向分為：

    徑向滑動載荷和推力滑動軸承

1.徑向滑動軸承（承受徑向載荷）

①整體式徑向滑動軸承

②剖分式徑向滑動軸承

2.推力滑動軸承（承受軸向載荷）

13.3軸承材料和軸瓦結(jié)構(gòu)

13.3.1軸瓦材料

1.對軸瓦材料的要求：

①足夠的疲勞強(qiáng)度

②足夠的抗壓強(qiáng)度

③良好的減摩性、耐磨性。

④較好的抗膠合性

⑤對潤滑油有較好的吸附能力

⑥較好的順應(yīng)性和嵌藏性

⑦良好的導(dǎo)熱性

⑧考慮經(jīng)濟(jì)性、加工工藝性、

    塑性和耐腐蝕性

2.常見軸瓦材料及其性質(zhì)

材料分為：金屬材料、

粉末冶金材料和非金屬材料。

13.4 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算

13.4.1非液體摩擦徑向滑動軸承的計算

1.驗算平均壓強(qiáng)p值   

2.驗算pv值   3.驗算速度v

（書P262公式13.1、13.2、13.3）

13.4.2非液體摩擦推力滑動軸承的計算

1.驗算平均壓強(qiáng)p值 

2.驗算pvm值

（書P263公式）

13.5液體動壓潤滑原理簡介

形成動壓油膜的必要條件是：

1.相對運(yùn)動表面之間必須形成收斂形間隙（通稱油楔）。

2.要有一定的相對運(yùn)動速度，并使?jié)櫥蛷拇罂诹魅耄瑥男】诹鞒觥?/span>

3.間隙間要充滿具有一定粘度的潤滑油。

13.6液體靜壓潤滑原理簡介

液體靜壓軸承的主要特點(diǎn)：

1.潤滑狀態(tài)和油膜壓力與軸頸轉(zhuǎn)速的關(guān)系很小，即使軸頸不轉(zhuǎn)也可以形成油膜。轉(zhuǎn)速變化和轉(zhuǎn)向改變對油膜剛性的影響很小

2.提高油壓就可以提高承載能力，在重載條件下也可以獲得液體潤滑。

3.由于機(jī)器在啟動前就能建立潤滑油膜，因此啟動力矩小。

14.1  概述

聯(lián)軸器和離合器主要用作軸與軸之間的連接，以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。

計算轉(zhuǎn)矩

14.2  聯(lián)軸器

14.2.1剛性聯(lián)軸器

由剛性零件組成，可傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，無緩沖減振能力，適用于無沖擊、被連接的兩軸中心線對中要求較高的場合

14.2.2繞性聯(lián)軸器

1.無彈性元件的繞性聯(lián)軸器

利用它的組成元件間構(gòu)成的動連接具有某一方向或幾個方向的活動度來補(bǔ)償兩軸相對位移

2.有彈性元件的繞性聯(lián)軸器

靠彈性元件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸軸線的相對偏移，可以緩沖減振。

14.3 離合器

按工作原理：可分為嚙合離合器

                      和摩擦離合器等。

按離合方式：可分為操縱式離合器

                      和自動離合器。

要求：便于接合與分離；接合與分離迅速可靠；接合時振動??；調(diào)節(jié)維修方便；尺寸小和質(zhì)量??；耐磨性和散熱好等。

14.4 制動器

利用摩擦力來減小運(yùn)動物體的速度或迫使其停止運(yùn)動的裝置。

15.1 彈簧的功用和類型

15.1.1 彈簧的功用

1.緩沖與吸振、具有較大的彈性變形能力，可吸收振動和緩沖能量。

2.儲存及輸出能量。要求有較大的彈性，又要求作用力穩(wěn)定。

3.控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。要求在某一定范圍內(nèi)的剛度變化不大。

4.測量力的大小。要求其受力與變形成線性關(guān)系。

15.1.2彈簧的類型

按照形狀：

螺旋彈簧、碟形彈簧、環(huán)形彈簧、

板彈簧、平面渦卷彈簧（簡稱盤簧）；

按照受力：

拉伸彈簧、壓縮彈簧、

扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧。

工程中有應(yīng)用的：

非金屬彈簧、空氣彈簧和扭桿彈簧。